Effect of olfactory training on synapse formation between regenerative olfactory neuron axons and glomeruli in the olfactory bulb

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11360
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 西崎 和則 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (90180603)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村井 綾 岡山大学, 大学病院, 医員 (00780834) ; 高原 潤子 岡山大学, 医学部, 技術専門職員 (80448224)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 嗅覚障害 / 再生医療 / 軸索変性 / 嗅覚トレーニング / シナプス形成 / 嗅球 / 嗅上皮 / 糸球体

Outline of Annual Research Achievements

はじめに：当教室ではマウスの嗅細胞の軸索を切断した外傷性嗅覚モデルを用いて嗅覚障害およびその再生についての研究を行っている。神経細胞が再生、情報伝達を行うには神経細胞自体の再生のみならず、上位ニューロンとのシナプス形成や、正しいネットワークの再建が必要である。嗅細胞に高度な障害が加わると再生した嗅細胞は投射異常を起こし、嗅球において2次ニューロンとシナプス形成する糸球体の退縮がみられる。本年度は外傷性嗅覚障害モデルマウスを用いて嗅覚トレーニングの有効性のメカニズムを検討した。
方法：OMP-GFPマウスの嗅細胞軸索を物理的に切断し、嗅細胞を障害、障害14日目から28日目まで嗅覚トレーニングを以下のような方法で実施した。β-フェニルエチルアルコール、メチルシクロペンテノロン、イソ吉草酸、γ-ウンデカラクトン、スカトールの5種の嗅素を5分間ずつ臭い濾紙が入ったコニカルチューブをマウスの鼻にあてて嗅がせた(10回/匹)。対照群のマウスには生理食塩水をしみこませた綿球を同様の方法で嗅がせた。軸索切断後42日目に嗅上皮および嗅球を観察した。
結果：嗅上皮においてはコントロール群に比較して、OMP陽性の嗅細胞すなわち成熟した嗅細胞が多くみられており、嗅細胞の再生促進が確認された。また、MOR29ABマウスの嗅球を確認したところ、において糸球体の投射位置自体はコントロールと比較してあまり差がなかったが、嗅細胞自体の回復が促進されたためか、矮小化していた糸球体の大きさに回復傾向がみられた。
結論：嗅覚障害に対する嗅覚トレーニングが有効である機序の一つとして、嗅細胞の再生促進が考えられた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

初期の目的は達しているが，いずれの条件もNが不十分で，今後Nが統計的解析が可能になるまで増やす必要がある．採用した研究補助員の実験手技の習得に伴って研究の遅れは大分改善したが，当初の予定までには回復しなかった．

Strategy for Future Research Activity

嗅覚細胞を特異的に蛍光標識する他の遺伝子組み換えマウスを用いて、外傷性嗅覚障害モデルマスを作成して，ひきつづき嗅覚トレーニングを実施、行動実験を介してトレーニングによる嗅覚再生の寄与についてNを増やして統計学的解析を行う.

Causes of Carryover

前年度からの研究員の出産、育児に伴い、本研究に必要十分な実験時間が確保できなかった。遺伝子組換えマウスに必要な薬剤・免疫薬品関連試薬に使用することを予定している。